Lorsqu'il s'agit de contenir une catastrophe massive comme une marée noire, les petits microbes jouent un grand rôle.

Arezoo Ardekani, professeur agrégé de génie mécanique à l'Université Purdue, a publié des recherches décrivant l'hydrodynamique complexe des micro-organismes aux interfaces liquide-liquide et gaz-liquide, montrant que les microbes peuvent affluer vers les zones où l'agent tensioactif a été appliqué.

Le 20 avril, 2010, une explosion catastrophique à bord de la plate-forme pétrolière de Louisiane Deepwater Horizon a provoqué la rupture d'une tête de puits sous-marine, déversant du pétrole dans le golfe du Mexique. Il a fallu 87 jours pour boucher le puits sous-marin, à ce moment-là, plus de 200 millions de gallons de pétrole s'étaient déversés dans le golfe. Les autorités ont utilisé de nombreuses tactiques différentes pour contenir les dégâts de la marée noire, comme compter sur les microbes pour digérer les hydrocarbures, et l'utilisation de produits chimiques dispersants (ou tensioactifs) pour briser les nappes de pétrole, facilitant la digestion des microbes.

« Les microbes ont été les « premiers intervenants » de la marée noire, " Ardekani a dit. " Ils ont dépollué une quantité importante d'hydrocarbures. Mais le golfe du Mexique est un grand endroit. Comment tant de microbes ont-ils trouvé cette huile ?"

Comme Ardekani l'a découvert, la performance des microbes a été affectée par le tensioactif, mais pas comme on s'y attendait.

"Il y a plusieurs choses qui font bouger les micro-organismes, " dit-elle. " Par exemple, les microbes à proximité d'une marée noire peuvent être motivés par la chimiotaxie, c'est à dire., ramasser la piste chimique d'une source de nourriture potentielle. Mais le tensioactif a en fait créé un phénomène hydrodynamique qui a provoqué une accumulation encore plus importante de microbes. »

L'équipe d'Ardekani a testé son hypothèse en laboratoire, en utilisant des cellules d'E. coli, bactéries unicellulaires, dont le comportement est bien connu. Les chercheurs ont imprimé en 3D une petite chambre, où ils pouvaient observer au microscope les mouvements des cellules dans une suspension liquide, puis testé ce qui s'est passé lorsque ce liquide est entré en contact avec un autre liquide de viscosité différente. Les résultats ont montré que les cellules d'E. coli s'accumulaient à une densité plus élevée aux interfaces liquide-liquide, et une densité encore plus élevée aux interfaces gaz-liquide.

"Ces tensioactifs ont changé la propriété d'interface, " Ardekani a dit. " Si les microbes sont hydrodynamiquement attirés par les interfaces gaz-liquide, la présence de tensioactifs le rendait encore plus attractif."

En utilisant cette expérience comme guide, les chercheurs ont construit des modèles théoriques qui ont expliqué avec succès la dynamique des fluides complexe à ces interfaces gaz-liquide. Leurs recherches ont fait la couverture de la revue Matière molle , et également publié dans la revue Examen physique E .

L'utilisation de dispersants lors de la marée noire de Deepwater Horizon n'a pas été sans controverse; Les scientifiques n'étaient pas d'accord sur la question de savoir si les produits chimiques faisaient plus de mal que de bien à l'écosystème. Au lendemain de la catastrophe, BP a dépensé 500 millions de dollars pour établir l'Initiative de recherche du golfe du Mexique, une organisation indépendante qui finance des recherches scientifiques approfondies pour atténuer les effets du déversement. La recherche d'Ardekani est l'un des résultats de cet effort.

"Nous ne savions rien de tout cela avant le déversement, " Ardekani a déclaré. "La principale raison pour laquelle ils ont utilisé des dispersants était de briser la taille des gouttelettes d'huile. Mais maintenant, nous avons découvert un nouveau mécanisme hydrodynamique, que l'ajout de tensioactif amène les microbes à passer plus de temps près des gouttelettes d'huile. Cette, combiné à la chimiotaxie, peut potentiellement donner aux microbes plus de temps pour décomposer ces hydrocarbures. »